74786

Применение первого начала термодинамики к изопроцессам

Доклад

Физика

Среди равновесных процессов, происходящих с термодинамическими системами, выделяются изопроцессы, при которых один из основных параметров состояния сохраняется постоянным.

Русский

2015-01-05

69 KB

5 чел.

26.Применение первого начала термодинамики к изопроцессам

Среди равновесных процессов, происходящих с термодинамическими системами, выделяются изопроцессы, при которых один из основных параметров состояния сохраняется постоянным.

Изохорный процесс (V=const). Диаграмма этого процесса (изохора) в координатах р, V изображается прямой, параллельной оси ординат (рис. 81), где процесс 1—2 есть изохорное нагревание, а 13 — изохорное охлаждение. При изохорном процессе газ не совершает работы над внешними телами, т. е.

Как уже указывалось в § 53, из первого начала термодинамики (Q=dU+A) для изохорного процесса следует, что вся теплота, сообщаемая газу, идет на увеличение его внутренней энергии:

Согласно формуле (53.4),

Тогда для произвольной массы газа получим

(54.1)

Изобарный процесс (p=const). Диаграмма этого процесса (изобара) в координатах р, V изображается прямой, параллельной оси V. При изобарном процессе работа газа (см. (52.2)) при увеличения объема от V1 до V2 равна

(54.2)

и определяется площадью заштрихованного прямоугольника (рис. 82). Если использовать уравнение (42.5) Клапейрона — Менделеева для выбранных нами двух состояний, то

откуда

Тогда выражение (54.2) для работы изобарного расширения примет вид

(54.3)

Из этого выражения вытекает физический смысл молярной газовой постоянной R: если T2 —T1 =1 К, то для 1 моль газа R=A, т. е. R численно равна работе изобарного расширения 1 моль идеального газа при нагревании его на 1 К.

В изобарном процессе при сообщении газу массой т количества теплоты

его внутренняя энергия возрастает на величину (согласно формуле (53.4))

При этом газ совершит работу, определяемую выражением (54.3).

Изотермический процесс (T=const). Как уже указывалось § 41, изотермический процесс описывается законом Бойля—Мариотта:

Диаграмма этого процесса (изотерма) в координатах р, V представляет собой гиперболу (см. рис. 60), расположенную на диаграмме тем выше, чем выше температура, при которой происходит процесс.

Исходя из выражений (52.2) и (42.5) найдем работу изотермического расширения газа:

Так как при Т=const внутренняя энергия идеального газа не изменяется:

то из первого начала термодинамики (Q=dU+A) следует, что для изотермического процесса

т. е. все количество теплоты, сообщаемое газу, расходуется на совершение им работы против внешних сил:

(54.4)

Следовательно, для того чтобы при расширении газа температура не понижалась, к газу в течение изотермического процесса необходимо подводить количество теплоты, эквивалентное внешней работе расширения.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

42587. Культура как объект социологического познания, ее элементы и функции 15.71 KB
  В социологическом изучении культуры выделяют два основных аспекта: культурную статику и культурную динамику, первая предполагает анализ структуры культуры, а вторая – развитие культурных процессов.
42588. Дослідження засобів документування програм 366.5 KB
  Документування ПЗ – це один з процесів підтримки життєвого циклу ПЗ, який полягає у фіксуванні інформації,яка створюється у межах діяльностей. Результатом процесу документування є документи (документація), які випускаються згідно з планом документування. Однією із складових процесу документування ПЗ є документування програмного коду з метою створення документів, які містять високорівневу структуровану інформацію для розробників. Документування включає створення вербальних та графічних представлень програмного коду (узагальнюючого тексту, діаграм тощо), їх структуризацію,форматування та фіксацію на носії. Ці дії можуть виконуватися із використанням автоматизованих засобів.
42590. Основные идеи П.Л. Лаврова и Н.К. Михайловского 15.57 KB
  Видное место в социологии народничества занимает субъективное направление. Субъективное направление возникло в конце 60-х годов XIX в. и просуществовало до Октябрьской революции, подвергнувшись значительной эволюции
42591. При натисненні на кнопку 1 змінити написання тексту деякої мітки (встановити атрібути курсив та підкреслений) 66.5 KB
  Розмістити на формі необхідні для виконання індивідуального завдання компоненти TEdit TLbel TButton. Програмний код: unit lb1; interfce uses Windows Messges SysUtils Vrints Clsses Grphics Controls Forms Dilogs StdCtrls; type TForm1 = clssTForm Button1: TButton; Button2: TButton; Edit1: TEdit; Lbel1: TLbel; procedure Button1ClickSender: TObject; procedure Button2ClickSender: TObject; privte { Privte declrtions } public { Public declrtions } end; vr Form1: TForm1;...
42592. Основные паспортные данные токарного станка ТВ -4 712 KB
  Ознакомиться с составлением паспорта станка. Изучить основные технические данные станка с целью выявления его технологических возможностей. Порядок выполнения работы: Пользуясь натуральным образцом станка плакатами учебными пособиями ознакомиться с конструкцией и управлением станка.
42593. П.Сорокин: концепции социальной конвергенции, социальной мобильности 15.39 KB
  Понятие социальной мобильности ввел П. Сорокин, определивший ее как «любой переход индивида, социального объекта или ценности, созданной или модифицированной благодаря деятельности, от одной социальной позиции к другой»
42594. Основи програмування 69.5 KB
  На формі знаходится одна група залежних та одна група незалежних перемикачів. В групі залежних перемикачів знаходяться три значення: іспит, залік, курсовий проект. В іншій групі знаходяться назви дисциплін поточного семестру. При виборі користувачем одного з значень залежних перемикачів (іспит чи залік) встановити прапорці біля відповідних дисциплін.
42595. Метод измерения Рн прибором п-201 40.5 KB
  Цель работы: ознакомится с принципом действия и устройством промышленного Рнметра выполнить проверку ознакомится с устройством имитатора электронной системы. Схема собранная на преобразователе П201 назначение приборов П201 преобразовает сигнал с электродов Rt замеряет температуру среды И02 иммитаор для проверки преобразователя М325 Рнметр предел измерений от 2 до12 МСР63 блок сопротивлений Соединительная схема протокол поверки: порядок работы проверку проверку производят при нормальных условиях T20C влажность...